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Ever Moises Navarro Ramirez ISÓTOPOS MATERIAL DE APOYO 1 NÚMERO ATÓMICO En química, el número atómico es el número entero positivo que es igual al número total de protones en el núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z. El número atómico es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear. En un átomo eléctricamente neutro (sin carga eléctrica neta) el número de electrones ha de ser igual al de protones. De este modo, el número atómico también indica el número de electrones y define la configuración electrónica de los átomos. NÚMERO MÁSICO el número másico o número de masa representa el número de los protones y neutrones. Se simboliza con la letra A. A= p + n Los electrones poseen una masa aproximadamente 1837 veces menor que la de los protones, por ello la masa de los electrones es despreciable en relación a la masa de un átomo. ISÓTOPO 2016 Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente neutrones, y por tanto, difieren en masa. La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables. Otros elementos tienen isótopos naturales, pero inestables, como el Uranio, cuyos isótopos están constantemente en decaimiento, lo que los hace radiactivos. Los isótopos inestables son útiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas y materia orgánica. Radioisótopos Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica. Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética). UTILIDAD DE LOS ISOTOPOS Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en medicina. Por ejemplo, un isótopo del tecnecio (99mTc) puede usarse para identificar vasos sanguíneos bloqueados. Varios isótopos radiactivos naturales se usan para determinar cronologías, por ejemplo, arqueológicas. Utilización de las propiedades químicas En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes Ever Moises Navarro Ramirez ISÓTOPOS en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radioisotópico. La datación radiactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza. La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico. Utilización de las propiedades nucleares Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleidos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los nucleidos más usados son 1H, 2H,13C y 31P. La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleidos específicos, como el 57Fe. Los radionucleidos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleidos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante. MASA ATOMICA El número de masa es además el indicativo de los distintos isótopos de un elemento. Dado que el número de protones es idéntico para todos los átomos del elemento, sólo el número másico, que lleva implícito el número de neutrones en el núcleo, indica de qué isótopo del elemento se trata. El número másico se indica con un superíndice situado a la izquierda de su símbolo, sobre el número atómico. Por ejemplo, el 1H es el isótopo de hidrógeno conocido como protio. El 2H es el deuterio y el 3H es el tritio. Dado que todos ellos son hidrógeno, el número atómico tiene que ser 1. 2016 La masa atómica promedio de un elemento depende de cuantos isótopos tiene. Masa atómica promedio= (masa isótopo 1 * abundancia) + (masa isotopo 2 * abundancia) Simbolice otros isótopos Elemento Abundancia Z Isótopos químico (%) (p) A Neutrones Litio Li - 6 Li - 7 7.42 92.58 3 6 7 3 4 Potasio K - 39 K - 40 K - 41 93.078 0..118 6.9102 19 39 40 41 20 21 22 Rubidio Rb - 85 72.15 Rb - 87 27.85 37 85 87 48 50 Bario Ba- 130 Ba- 132 Ba- 134 Ba- 135 Ba- 136 Ba- 137 Ba- 138 56 130 132 134 135 136 137 138 74 76 78 79 80 81 82 38 84 86 87 88 46 48 49 50 20 40 42 43 44 46 48 20 22 23 24 26 28 12 24 25 26 12 13 14 Sr - 84 Sr - 86 Estroncio Sr - 87 Sr - 88 Calcio Ca - 40 Ca - 42 Ca - 43 Ca - 44 Ca - 46 Ca - 48 0.101 0.097 2.42 6.59 7.81 11.32 71.662 0.56 9.86 7.02 82.56 96.9667 0.64 0.145 2.06 0.0033 0.185 Mg - 24 78.60 Magnesio Mg - 25 10.11 Mg - 26 11.29 Lantano La- 139 99.911 La- 138 0.089 57 139 82 138 81 Tantalio Ta- 180 0.0123 Ta- 181 99.9877 73 180 107 181 108 23 50 Vanadio V - 50 0.24 27 Ever Moises Navarro Ramirez ISÓTOPOS V - 51 99.76 51 28 Hierro Fe - 54 Fe - 56 Fe - 57 Fe - 58 5.84 91.78 8.17 0.31 26 54 56 57 58 28 30 31 32 Iridio Ir - 191 38.5 Ir - 193 61.5 77 191 114 193 116 Cobre Cu - 63 69.1 Cu - 65 30.9 29 63 65 Plata Ag- 107 51.35 Ag- 109 48.65 47 107 60 109 62 Cloro Cl - 35 75.53 Cl - 37 24.47 17 35 37 18 20 Boro B - 10 B - 11 5 10 11 5 6 18.66 81.34 34 36 2016